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1、第2章金属切削过程的基本规律第1页，共70页，编辑于2022年，星期一2.1金属切削过程2.1.1切屑的形成过程及变形区的划分2.1.2变形系数2.1.3切屑的类型2.1.4积屑瘤第2页，共70页，编辑于2022年，星期一2.1.1切屑的形成过程及变形区的划分图2-1第一变形区金属的滑移变形的主要特征：变形的主要特征：v 剪切滑移变形剪切滑移变形v 加工硬化加工硬化第3页，共70页，编辑于2022年，星期一2.1.1切屑的形成过程及变形区的划分图2-3加工表面的形成和变形 切屑沿前刀面排出时进一切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面的金属纤维擦，使靠
2、近前刀面的金属纤维化，基本与前刀面平行。化，基本与前刀面平行。第4页，共70页，编辑于2022年，星期一2.1.2变形系数在切削过程中，被切金属层在刀具的推挤下被压缩，因此，在切削过程中，被切金属层在刀具的推挤下被压缩，因此，切屑厚度通切屑厚度通常要大于切削层的厚度常要大于切削层的厚度，而切屑长度却小于切削长度，如图，而切屑长度却小于切削长度，如图2-22-2所所示示图2-2三个变形区、剪切角第5页，共70页，编辑于2022年，星期一2.1.3切屑的类型(1)带状切屑带状切屑带状切屑连续不断呈带状，内表面光滑，外表面呈毛茸状。带状切屑连续不断呈带状，内表面光滑，外表面呈毛茸状。(2)节状切屑节
3、状切屑节状切屑的外表面呈锯齿状并带有裂纹，但底部仍然相连。节状切屑的外表面呈锯齿状并带有裂纹，但底部仍然相连。(3)单元切屑单元切屑切削塑性材料时，切削层金属在塑性变形过程中，剪切面上产生的切应力超过材切削塑性材料时，切削层金属在塑性变形过程中，剪切面上产生的切应力超过材料的强度极限，切屑沿剪切面完全断开，形成形状类似而又互相分离的屑块。料的强度极限，切屑沿剪切面完全断开，形成形状类似而又互相分离的屑块。(4)崩碎切屑崩碎切屑切削脆性材料时，由于材料的塑性小，抗拉强度低，切削层金属在产生切削脆性材料时，由于材料的塑性小，抗拉强度低，切削层金属在产生弹性变形后，几乎不产生塑性变形而突然崩裂，形成
4、形状极不规则的碎块。弹性变形后，几乎不产生塑性变形而突然崩裂，形成形状极不规则的碎块。图2-4切屑类型a)带状切屑b)节状切屑c)单元切屑d)崩碎切屑第6页，共70页，编辑于2022年，星期一2.1.4积屑瘤积屑瘤1.积屑瘤的积屑瘤的产生产生2.积屑瘤积屑瘤对切削过程的影响对切削过程的影响3.控制积屑瘤控制积屑瘤产生的措施产生的措施第7页，共70页，编辑于2022年，星期一1.积屑瘤的产生切削塑性金属材料时，由于前刀面与切屑底层之间的挤压与摩擦作用，使切削塑性金属材料时，由于前刀面与切屑底层之间的挤压与摩擦作用，使靠近前刀面的切屑底层流动速度减慢，产生一层很薄的滞流层，使切屑的靠近前刀面的切屑
5、底层流动速度减慢，产生一层很薄的滞流层，使切屑的上层金属与滞流层之间产生相对滑移。上、下层之间的滑移阻力，称之为上层金属与滞流层之间产生相对滑移。上、下层之间的滑移阻力，称之为内摩擦力。内摩擦力。图2-5积屑瘤第8页，共70页，编辑于2022年，星期一2.积屑瘤对切削过程的影响图2-6积屑瘤、切屑及加工表面硬度积屑瘤的作用和影响：积屑瘤的作用和影响：1）保保护护刀刀具具：积积屑屑瘤瘤包包围围着着切切削削刃刃，同同时时覆覆盖盖着着一一部部分分前前刀刀面面。能能代代替替切切削削刃刃和和前前刀刀面面进进行行切切削削，从从而而减少了刀具磨损，起到保护刀具的作用。减少了刀具磨损，起到保护刀具的作用。2）
6、增增大大前前角角：积积屑屑瘤瘤具具有有3030左左右右的的前前角角，因因而而减减少少了切削变形，降低了切削力。了切削变形，降低了切削力。3）增增大大切切削削厚厚度度：积积屑屑瘤瘤前前端端伸伸出出于于切切削削刃刃之之外外，使使切切削削厚厚度度增增加加了了h hD D值值是是变变化化的的，因因而而影影响响了了工工件件的的尺寸精度。尺寸精度。4）增增大大已已加加工工表表面面粗粗糙糙度度：积积屑屑瘤瘤高高度度的的周周期期性性变变化化，使使切切削削厚厚度度不不断断变变化化，以以及及由由此此而而引引起起振振动动，积积屑屑瘤瘤粘粘附附在在切切削削刃刃上上很很不不规规则则，导导致致在在已已加加工工表表面面上上
7、刻刻划划出出深深浅浅和和宽宽窄窄不不同同的的沟沟纹纹；脱落的积屑瘤碎片留在已加工表面上。脱落的积屑瘤碎片留在已加工表面上。第9页，共70页，编辑于2022年，星期一3.控制积屑瘤产生的措施(1)避开容易产生积屑瘤的切削速度范围避开容易产生积屑瘤的切削速度范围当工件材料一定时，切削速度当工件材料一定时，切削速度是影响积屑瘤的主要因素。是影响积屑瘤的主要因素。(2)降低材料塑性降低材料塑性工件材料塑性越大，刀具与切屑之间的平均摩擦因数工件材料塑性越大，刀具与切屑之间的平均摩擦因数增加，越容易生成积屑瘤。增加，越容易生成积屑瘤。(3)合理使用切削液合理使用切削液使用切削液可降低切削温度，减少摩擦，因
8、此，使用切削液可降低切削温度，减少摩擦，因此，可抑制积屑瘤的产生。可抑制积屑瘤的产生。(4)增大刀具前角、提高刀具刃磨质量增大刀具前角、提高刀具刃磨质量刀具前角的增大，可以减少刀具前角的增大，可以减少切屑变形和切削力，降低切削温度，因此，增大前角能抑制积屑瘤切屑变形和切削力，降低切削温度，因此，增大前角能抑制积屑瘤的产生。的产生。第10页，共70页，编辑于2022年，星期一2.2切削力与切削功率2.2.1切削力的来源、合力及其分力2.2.2切削功率2.2.3单位切削力2.2.4切削力测量与经验公式2.2.5影响切削力的因素2.2.6切削力计算例题第11页，共70页，编辑于2022年，星期一2.
9、2.1切削力的来源、合力及其分力切削力的来源、合力及其分力(1)主切削力主切削力Fc切削合力在主运动方向上的分力，又称切向力。切削合力在主运动方向上的分力，又称切向力。(2)背向力背向力Fp切削合力在垂直于工作平面上的分力，又称径向力。切削合力在垂直于工作平面上的分力，又称径向力。(3)进给力进给力Ff切削合力在进给方向上的分力，又称轴向力。切削合力在进给方向上的分力，又称轴向力。图2-8作用在刀具上的力图2-7切削速度对积屑瘤的影响图2-9车削合力及分力第12页，共70页，编辑于2022年，星期一2.2.2切削功率切削功率应是各切削分力功率之和切削功率应是各切削分力功率之和。由于。由于Fp方
10、向的运动速度为零，方向的运动速度为零，所以不做功。所以不做功。Ff消耗的功率所占比例很小，约为总功率的消耗的功率所占比例很小，约为总功率的1%5%，通常忽略不计。故切削功率通常忽略不计。故切削功率Pc第13页，共70页，编辑于2022年，星期一2.2.3单位切削力v单位切削力是指单位面积上的主切削力，用单位切削力是指单位面积上的主切削力，用kc(N/mm2)表示为表示为vkc=Fc/AD(2-8)第14页，共70页，编辑于2022年，星期一切削力切削力背向力背向力进给力进给力切削时消耗的功率切削时消耗的功率2.2.4切削力测量与经验公式1.切削力的经验公式第15页，共70页，编辑于2022年，
11、星期一表2-1主切削力经验公式中的系数、指数值(车外圆)第16页，共70页，编辑于2022年，星期一 1.1.测定机床功率，计算切削力测定机床功率，计算切削力用功率表测出机床电动机在切削过程中所消耗的功率用功率表测出机床电动机在切削过程中所消耗的功率P PE E后，计算出后，计算出切削功率切削功率P Pc c。2.2.用测力仪测量切削力用测力仪测量切削力 测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换处理后，读出或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换处理后，读出F Fc c、
12、F Ff f和和F Fp p的值。的值。2.测力仪原理图2-10电阻应变片图2-11在弹性元件上电阻应变片组成的电桥第17页，共70页，编辑于2022年，星期一2.2.5影响切削力的因素1.工件材料工件材料的影响的影响2.切削用量切削用量的影响的影响3.刀具几何参数刀具几何参数的影响的影响4.刀具磨损刀具磨损的影响的影响5.切削液切削液的影响的影响6.刀具材料刀具材料的影响的影响第18页，共70页，编辑于2022年，星期一1.工件材料的影响工件材料的影响工件材料的强度、硬度越高，虽然切削变形减小，但由于屈服强度工件材料的强度、硬度越高，虽然切削变形减小，但由于屈服强度s越高，产生的变形抗力越大
13、，切削力也就越大；对于强度和硬度相近而塑越高，产生的变形抗力越大，切削力也就越大；对于强度和硬度相近而塑性和韧性大的材料，性和韧性大的材料，切削时产生的塑性变形大，切屑与刀具间的摩擦增加，切削时产生的塑性变形大，切屑与刀具间的摩擦增加，故切削力越大。故切削力越大。第19页，共70页，编辑于2022年，星期一2.切削用量的影响(1)背吃刀量和进给量背吃刀量和进给量背吃刀量背吃刀量ap或进给量或进给量f加大，均使切削力增大，加大，均使切削力增大，但两者的影响程度不同。但两者的影响程度不同。(2)切削速度切削速度加工塑性金属时，在中速和高速下，切削力一般随加工塑性金属时，在中速和高速下，切削力一般随
14、着着vc的增大而减小。的增大而减小。第20页，共70页，编辑于2022年，星期一3.刀具几何参数的影响刀具几何参数的影响(1)前角前角前角前角0加大，使切屑变形减小，因此切削力下降。加大，使切屑变形减小，因此切削力下降。(2)负倒棱负倒棱在锋利的切削刃上磨出负倒棱，可以提高刃区的强度，从在锋利的切削刃上磨出负倒棱，可以提高刃区的强度，从而提高刀具使用寿命，但使切削变形加大，切削力增加。而提高刀具使用寿命，但使切削变形加大，切削力增加。(3)主偏角主偏角主偏角主偏角r对主切削力影响较小，主要影响切削力的作用方对主切削力影响较小，主要影响切削力的作用方向，即影响向，即影响Fp与与Ff的比值。的比值
15、。(4)刃倾角刃倾角刃倾角对主切削力刃倾角对主切削力Fc的影响甚微；对的影响甚微；对Fp的影响较大。的影响较大。(5)刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径r对对Fp、Ff的影响较大，对的影响较大，对Fc的影的影响较小。响较小。第21页，共70页，编辑于2022年，星期一(1)前角前角0加大，使切屑变形减小，因此切削力下降。表2-4车刀前角对切削力的修正系数第22页，共70页，编辑于2022年，星期一(1)前角前角0加大，使切屑变形减小，因此切削力下降。表2-4车刀前角对切削力的修正系数第23页，共70页，编辑于2022年，星期一(2)负倒棱表2-5车刀负倒棱宽度与进给量的比值对切削
16、力的修正系数第24页，共70页，编辑于2022年，星期一(3)主偏角主偏角r对主切削力影响较小，主要影响切削力的作用方向，即影响Fp与Ff的比值。表2-6车刀主偏角对切削力的修正系数值表2-7切削各种钢材和铸铁时的/、/比值第25页，共70页，编辑于2022年，星期一(4)刃倾角刃倾角对主切削力Fc的影响甚微；对Fp的影响较大。表2-8车刀刃倾角对切削力的修正系数第26页，共70页，编辑于2022年，星期一(5)刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径r对对Fp、Ff的影响较大，对的影响较大，对Fc的影响的影响较小。较小。表2-9车刀圆弧半径对切削力的修正系数第27页，共70页，编辑于
17、2022年，星期一4.刀具磨损的影响表2-10车刀后刀面磨损量对切削力的修正系数第28页，共70页，编辑于2022年，星期一5.切削液的影响以冷却作用为主的水溶液对切削力的影响较小，以冷却作用为主的水溶液对切削力的影响较小，而润滑作用强的切削而润滑作用强的切削油能够显著地降低切削力。油能够显著地降低切削力。这是由于它可以减小摩擦力，甚至还能减这是由于它可以减小摩擦力，甚至还能减小金属的塑性变形。例如小金属的塑性变形。例如,用极压乳化液比干切时的切削力降低用极压乳化液比干切时的切削力降低10%20%。第29页，共70页，编辑于2022年，星期一6.刀具材料的影响刀具材料的影响刀具材料不是影响切削
18、力的主要因素。刀具材料不是影响切削力的主要因素。但由于不同的刀具材料之但由于不同的刀具材料之间的摩擦因数不同间的摩擦因数不同，因此对切削力也有一定的影响。，因此对切削力也有一定的影响。第30页，共70页，编辑于2022年，星期一2.2.6切削力计算1.主切削力主切削力Fc2.背向力背向力Fp与进给力与进给力Ff(估算法估算法)3.切削功率切削功率Pc第31页，共70页，编辑于2022年，星期一 计算举例计算举例：用用YT5YT5硬硬质质合合金金车车刀刀外外圆圆纵纵车车b b=630630MPaMPa的的热热轧轧4545钢钢，车车刀刀几几何何参参数数为为g go o=10=10、k kr r=7
19、575、l ls s=55，切切削削用用量量为为aspasp=2mm2mm、f f=0.3mm/r0.3mm/r、vcvc=100100m m/minmin。试计算切削力试计算切削力F Fc c 、F Fp p 、F Ff f 及切削功率及切削功率P Pc c 。2.2.6切削力计算例题切削力计算例题第32页，共70页，编辑于2022年，星期一2.3切削热和切削温度2.3.1切削热的产生与传出2.3.2切削温度的测量方法2.3.3影响切削温度的主要因素第33页，共70页，编辑于2022年，星期一2.3.1切削热的产生与传出图2-14刀具、切屑和工件的温度分布注：图中数值单位为。切削热产生切削热
20、产生于三个变形区，于三个变形区，切削过程中消耗的能量约切削过程中消耗的能量约 98%转换为热能，切削热转换为热能，切削热 qPcFcv第34页，共70页，编辑于2022年，星期一2.3.2切削温度的测量方法图2-15自然热电偶法测量切削温度示意图切削温度切削温度 一般指前刀面与切屑接触区内的平均温度一般指前刀面与切屑接触区内的平均温度第35页，共70页，编辑于2022年，星期一2.3.3影响切削温度的主要因素1.工件材料对切削温度的影响2.切削用量对切削温度的影响第36页，共70页，编辑于2022年，星期一1.工件材料对切削温度的影响工件材料的硬度和强度越高，切削时消耗的功越多，工件材料的硬度
21、和强度越高，切削时消耗的功越多，产生的切削热产生的切削热多，切削温度越高。多，切削温度越高。图图2-16是切削三种不同热处理状态的是切削三种不同热处理状态的45钢时，切钢时，切削温度的变化情况，三者切削温度相差悬殊，与正火状态比较，调削温度的变化情况，三者切削温度相差悬殊，与正火状态比较，调质状态增高质状态增高20%25%，淬火状态增高，淬火状态增高40%45%。图2-1645钢热处理状态对切削温度的影响刀具：YT15，=15，切削用量：=3mm,f=0.1mm/r第37页，共70页，编辑于2022年，星期一2.切削用量对切削温度的影响表2-11切削温度公式中的系数和指数由实验得出切削温度经验
22、公式如下由实验得出切削温度经验公式如下 C v z f y ap x式中系数及指数见表式中系数及指数见表1-4,由表中数据看出：由表中数据看出：z z在在0.30.5之间，之间，y在在0.150.3，x在在0.050.1切削用量切削用量时切削温度时切削温度，其中，其中v 对对影响最大，进给量影响最大，进给量 f 的影响比的影响比v 小，小，背吃刀量背吃刀量ap的影响很小。的影响很小。第38页，共70页，编辑于2022年，星期一2.4刀具的磨损与刀具使用寿命2.4.1刀具磨损方式2.4.2刀具的磨损原因2.4.3刀具的磨损过程及磨钝标准2.4.4刀具使用寿命的经验公式第39页，共70页，编辑于2
23、022年，星期一2.4.1刀具磨损方式刀具磨损方式(1)前刀面磨损前刀面磨损(月牙洼磨损月牙洼磨损)在切削速度较高、切削层公称厚度较在切削速度较高、切削层公称厚度较大的情况下加工塑性金属，切屑在前刀面上磨出一个月牙洼大的情况下加工塑性金属，切屑在前刀面上磨出一个月牙洼(见图见图2-17b、c)，月牙洼处是切削温度最高的地方。，月牙洼处是切削温度最高的地方。(2)后刀面磨损后刀面磨损切削脆性金属或以较小的切削层公称厚度和较低的切削脆性金属或以较小的切削层公称厚度和较低的切削速度切削塑性金属时，刀具前刀面上压力和摩擦较小，温度较切削速度切削塑性金属时，刀具前刀面上压力和摩擦较小，温度较低，而后刀面
24、与工件加工表面之间却存在着强烈的摩擦，因而刀具低，而后刀面与工件加工表面之间却存在着强烈的摩擦，因而刀具的磨损主要发生在后刀面上。的磨损主要发生在后刀面上。(3)前、后刀面同时磨损前、后刀面同时磨损这是一种兼有上述两种情况的磨损形式。这是一种兼有上述两种情况的磨损形式。第40页，共70页，编辑于2022年，星期一2.4.2刀具的磨损原因1.磨料磨损2.粘接磨损3.扩散磨损4.氧化磨损第41页，共70页，编辑于2022年，星期一1.磨料磨损磨料磨损磨料磨损也称机械磨损。磨料磨损也称机械磨损。由于切屑或工件的摩擦面上有一些微小的硬由于切屑或工件的摩擦面上有一些微小的硬质点，能在刀具表面刻划出沟纹，
25、这就是磨料磨损。硬质点有碳化物质点，能在刀具表面刻划出沟纹，这就是磨料磨损。硬质点有碳化物或积屑瘤碎片。磨料磨损在各种切削速度下都存在，但对低速切削刀或积屑瘤碎片。磨料磨损在各种切削速度下都存在，但对低速切削刀具具(如拉刀、板牙等如拉刀、板牙等)磨料磨损是主要原因。磨料磨损是主要原因。第42页，共70页，编辑于2022年，星期一2.粘接磨损粘接磨损也称冷焊磨损。粘接磨损也称冷焊磨损。切屑或工件的表面与刀具表面之间发生粘切屑或工件的表面与刀具表面之间发生粘接现象，由于有相对运动，刀具上的微粒被对方带走而造成磨损。接现象，由于有相对运动，刀具上的微粒被对方带走而造成磨损。粘接磨损与切削温度有关，也
26、与刀具及工件两者的化学成分有关粘接磨损与切削温度有关，也与刀具及工件两者的化学成分有关(元素的亲和作用元素的亲和作用)第43页，共70页，编辑于2022年，星期一3.扩散磨损图2-18扩散磨损第44页，共70页，编辑于2022年，星期一4.氧化磨损图2-19切削速度对刀具磨损强度的影响1磨料磨损2粘接磨损3扩散磨损4氧化磨损第45页，共70页，编辑于2022年，星期一2.4.3刀具的磨损过程及磨钝标准1.刀具的磨损过程2.刀具的磨钝标准第46页，共70页，编辑于2022年，星期一1.刀具的磨损过程(1)初期磨损阶段这一阶段磨损较快。(2)正常磨损阶段由于刀具表面高低不平之处已被磨去，压强减小，
27、磨损缓慢，这一阶段磨损曲线基本上是一条直线，其斜率代表刀具正常工作时的磨损强度。(3)剧烈磨损阶段刀具磨损量VB增长到一定程度时，切削力增大，切削温度升高，刀具磨损加剧。图2-20典型的刀具磨损曲线第47页，共70页，编辑于2022年，星期一2.刀具的磨钝标准图2-21刀具的径向磨损刀具磨损刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。标准。第48页，共70页，编辑于2022年，星期一2.4.4刀具使用寿命的经验公式1.刀具刀具使用寿命使用寿命2.切削用量切削用量与刀具使用寿命的关系与刀具使用寿命的关系3.刀具刀具合理使用寿命合理
28、使用寿命的选择的选择第49页，共70页，编辑于2022年，星期一1.刀具使用寿命刀具磨损值达到了规定的标准应该重磨或更换刀片，在生产实际刀具磨损值达到了规定的标准应该重磨或更换刀片，在生产实际中，为了中，为了更方便、快速、准确更方便、快速、准确地判断刀具的磨损情况，一般以刀具的地判断刀具的磨损情况，一般以刀具的使用寿命来间接地反映刀具的磨钝标准。使用寿命来间接地反映刀具的磨钝标准。第50页，共70页，编辑于2022年，星期一2.切削用量与刀具使用寿命的关系(1)切削速度与刀具使用寿命的关系刀具使用寿命与切削速度的关切削速度与刀具使用寿命的关系刀具使用寿命与切削速度的关系是用系是用实验方法实验方
29、法求得的。求得的。(2)进给量、背吃力量进给量、背吃力量与刀具使用寿命的关系与刀具使用寿命的关系第51页，共70页，编辑于2022年，星期一3.刀具合理使用寿命的选择一是根据单件工序工时最短的原则来确定刀具的使用寿命，即一是根据单件工序工时最短的原则来确定刀具的使用寿命，即最大最大生产率使用寿命生产率使用寿命(Tp)；二是根据工序成本最低的原则来制订刀具的使用；二是根据工序成本最低的原则来制订刀具的使用寿命，即寿命，即经济使用寿命经济使用寿命(Tc)。根据上述原则可分别推导出，刀具最大。根据上述原则可分别推导出，刀具最大生产率使用寿命和刀具经济使用寿命生产率使用寿命和刀具经济使用寿命第52页，
30、共70页，编辑于2022年，星期一2.5切削条件的合理选择2.5.1切削液2.5.2刀具合理几何参数的选择2.5.3切削用量的选择第53页，共70页，编辑于2022年，星期一2.5.1切削液1.切削液的作用2.切削液的种类及选用第54页，共70页，编辑于2022年，星期一1.切削液的作用(1)冷却作用冷却作用切削液能够降低切削温度，从而可以提高刀具使用切削液能够降低切削温度，从而可以提高刀具使用寿命和加工质量。寿命和加工质量。(2)润滑作用润滑作用金属切削时切屑、工件和刀具间的摩擦可分干摩擦、金属切削时切屑、工件和刀具间的摩擦可分干摩擦、流体润滑摩擦和边界润滑摩擦三类。流体润滑摩擦和边界润滑摩
31、擦三类。()清洗与防锈作用清洗与防锈作用切削液可以清除切屑，防止划伤已加工表面切削液可以清除切屑，防止划伤已加工表面和机床导轨面。和机床导轨面。第55页，共70页，编辑于2022年，星期一2.切削液的种类及选用表2-12切削液的种类和选用第56页，共70页，编辑于2022年，星期一2.5.2刀具合理几何参数的选择1.前角前角的功用及选择的功用及选择2.后角后角的功用及选择的功用及选择3.斜角切削与刃倾角斜角切削与刃倾角的选择的选择4.主偏角和副偏角主偏角和副偏角的功用及选择的功用及选择第57页，共70页，编辑于2022年，星期一1.前角的功用及选择(1)前角的功用前角的功用v增大前角能减小切屑
32、变形和摩擦，降低切削力、切削温度，减增大前角能减小切屑变形和摩擦，降低切削力、切削温度，减小刀具磨损、抑制积屑瘤和鳞刺的生成，改善加工表面质量。小刀具磨损、抑制积屑瘤和鳞刺的生成，改善加工表面质量。(2)前角的选择原则前角的选择原则 v粗加工、断续切削、刀材强度韧性低粗加工、断续切削、刀材强度韧性低v 工材强度硬度高，选较小的前角；工材强度硬度高，选较小的前角；v工材塑韧性大、系统刚性差，易振动工材塑韧性大、系统刚性差，易振动v 或机床功率不足，选较大的前角；或机床功率不足，选较大的前角；v成形刀具、自动线刀具取小前角；成形刀具、自动线刀具取小前角；vA磨损增大前角，磨损增大前角，A磨损减小前
33、角磨损减小前角第58页，共70页，编辑于2022年，星期一表2-13硬质合金车刀前角及后角的推荐值第59页，共70页，编辑于2022年，星期一2.后角的功用及选择(1)后角的功用后角的功用增大后角能减少后刀面与过渡表面间的摩擦，还可增大后角能减少后刀面与过渡表面间的摩擦，还可以减小切削刃圆弧半径，使刃口锋利。以减小切削刃圆弧半径，使刃口锋利。(2)后角的选择原则后角的选择原则后角主要根据切削层公称厚度后角主要根据切削层公称厚度hD选取。选取。第60页，共70页，编辑于2022年，星期一3.斜角切削与刃倾角的选择(1)斜角切削斜角切削当刀具的刃倾角当刀具的刃倾角s=0时，主切削刃与切削速度方向时
34、，主切削刃与切削速度方向垂直，称直角切削。垂直，称直角切削。(2)刃倾角的功用刃倾角的功用(3)刃倾角的选择原则刃倾角的选择原则选择刃倾角时主要根据切削条件和系统刚选择刃倾角时主要根据切削条件和系统刚性而定。性而定。图2-24刃倾角对刀刃强度的影响图2-22斜角切削的速度分解及流屑角图2-23刃倾角对切屑流向的影响第61页，共70页，编辑于2022年，星期一4.主偏角和副偏角的功用及选择(1)主偏角和副偏角的功用主偏角和副偏角的功用主偏角主要影响切削层截面的形状和几主偏角主要影响切削层截面的形状和几何参数，影响背向力何参数，影响背向力Fp与进给力与进给力Ff的比例以及刀具的使用寿命，并和的比例
35、以及刀具的使用寿命，并和副偏角一起影响已加工表面粗糙度。副偏角一起影响已加工表面粗糙度。(2)主偏角和副偏角的选择原则主偏角和副偏角的选择原则图2-25主偏角对背向力的影响第62页，共70页，编辑于2022年，星期一1.选择切削用量的原则选择切削用量的原则正确选用切削用量，对正确选用切削用量，对提高生产率、保证必要的经济性和切削加工质提高生产率、保证必要的经济性和切削加工质量，量，均具有重要意义。均具有重要意义。2.5.3切削用量的选择切削用量的选择第63页，共70页，编辑于2022年，星期一2.切削用量的选择方法(1)背吃刀量的选择背吃刀量的选择背吃刀量根据加工余量来确定。背吃刀量根据加工余
36、量来确定。(2)进给量的选择进给量的选择粗加工时，应在机床进给机构的强度、车刀刀杆强粗加工时，应在机床进给机构的强度、车刀刀杆强度和刚度、刀片强度以及装夹刚度等允许的条件下，尽可能选取大的度和刚度、刀片强度以及装夹刚度等允许的条件下，尽可能选取大的进给量，因为这时对工件表面粗糙度要求不高。进给量，因为这时对工件表面粗糙度要求不高。(3)切削速度的确定切削速度的确定根据已选定的背吃刀量根据已选定的背吃刀量ap、进给量、进给量f和刀具的使和刀具的使用寿命用寿命T，可按式，可按式(2-21)计算切削速度计算切削速度vc，然后再算出机床主轴转速。，然后再算出机床主轴转速。第64页，共70页，编辑于20
37、22年，星期一3.选择切削用量的例题(1)粗车(2)半精车图2-27工件尺寸图第65页，共70页，编辑于2022年，星期一2.6工件材料的切削加工性2.6.1衡量切削加工性的指标2.6.2影响材料切削加工性的主要因素2.6.3难加工材料的切削加工性2.6.4改善材料切削加工性的基本方法第66页，共70页，编辑于2022年，星期一2.6.1衡量切削加工性的指标表2-17相对切削加工性及其分级第67页，共70页，编辑于2022年，星期一2.6.2影响材料切削加工性的主要因素v影响材料切削加工性的主要因素有材料的影响材料切削加工性的主要因素有材料的物理力学性能、化学物理力学性能、化学成分和金相组织等
38、。成分和金相组织等。v材料的强度、硬度越高，切削抗力越大材料的强度、硬度越高，切削抗力越大，切削温度也越高，刀具的，切削温度也越高，刀具的磨损越快，因而切削加工性能差；强度相同，塑性和韧性大的材料，磨损越快，因而切削加工性能差；强度相同，塑性和韧性大的材料，切削变形和切削力大，切削温度高，而且断屑困难，切削加工性差；切削变形和切削力大，切削温度高，而且断屑困难，切削加工性差；导热性好的材料，切削加工性也好。导热性好的材料，切削加工性也好。第68页，共70页，编辑于2022年，星期一2.6.3难加工材料的切削加工性(1)高锰钢的切削加工性高锰钢的切削加工性高锰钢加工硬化严重，塑性变形会使奥高锰钢
39、加工硬化严重，塑性变形会使奥氏体组织变为细晶粒的马氏体组织，硬度急剧增加，造成切削困氏体组织变为细晶粒的马氏体组织，硬度急剧增加，造成切削困难。难。(2)不锈钢的切削加工性不锈钢的切削加工性奥氏体不锈钢中的铬、镍含量较大铬能提高奥氏体不锈钢中的铬、镍含量较大铬能提高不锈钢的强度及韧性，但使加工硬化严重，易粘刀。不锈钢的强度及韧性，但使加工硬化严重，易粘刀。第69页，共70页，编辑于2022年，星期一2.6.4改善材料切削加工性的基本方法(1)在材料中适当添加化学元素在材料中适当添加化学元素在钢材中添加适量的硫、铅等元素，在钢材中添加适量的硫、铅等元素，能够破坏铁素体的连续性，降低材料的塑性，使
40、切削轻快，切屑容易能够破坏铁素体的连续性，降低材料的塑性，使切削轻快，切屑容易折断，大大地改善材料的切削加工性。折断，大大地改善材料的切削加工性。(2)采用适当的热处理方法采用适当的热处理方法例如，正火处理可以提高低碳钢的硬度，例如，正火处理可以提高低碳钢的硬度，降低其塑性，以减少切削时的塑性变形，改善加工表面质量；球化退降低其塑性，以减少切削时的塑性变形，改善加工表面质量；球化退火可使高碳钢中的片状或网状渗碳体转化为球状，降低钢的硬度；对火可使高碳钢中的片状或网状渗碳体转化为球状，降低钢的硬度；对于铸铁，可采用退火来消除白口组织和硬皮，降低表层硬度，改善其于铸铁，可采用退火来消除白口组织和硬皮，降低表层硬度，改善其切削加工性。切削加工性。(3)采用新的切削加工技术采用新的切削加工技术采用加热切削、低温切削、振动切削等新的加工采用加热切削、低温切削、振动切削等新的加工方法，可以有效地解决一些难加工材料的切削问题。方法，可以有效地解决一些难加工材料的切削问题。第70页，共70页，编辑于2022年，星期一